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脚手架设计计算书
设计计算书
5.1落地式脚手架承载计算
计算依据:
(1)钢管截面特征:
(钢号Q235,b类)表7-12
规格(mm)
48×3.5
惯性矩I(mm4)
12.19×104
单位重量qo(kg/m)
3.84
抵抗矩W(mm3)
5.08×103
截面积A(mm2)
489
回转半径i(mm)
15.8
抗弯、抗压容许应力[б]N/mm2
205
(2)脚手架特性参数:
表7-13
立杆纵距La(m)
1.55
脚手板重量q1(㎏/㎡)
0.25
立杆横距Lb(m)
1.1
连墙件纵距Lw(m)
3.6
大横杆步距h(m)
1.8
连墙件横距hw(m)
3.40
施工荷载q(kN/㎡)
3
同时作业层数n1
2
内立杆距结构外皮宽度b1(m)
0.35
作业面铺脚手板宽度b2(m)
1.1+0.6=1.7
(3)相关计算参数:
表7-14
项目
数值
来源
扣件钢管架构件自重计算基数gk1值(kN/m)
0.1081
《建筑施工手册》(第四版)表5-7
作业层面材料自重计算基数gk2值(kN/m)
0.3891
《建筑施工手册》(第四版)表5-10
整体拉结和防护材料自重计算基数gk3(kN/㎡)
0.0768
《建筑施工手册》(第四版)表5-11
作业层施工荷载计算基数qk值(kN/m)
1.65
《建筑施工手册》(第四版)表5-12
风压高度变化系数μz
架高17.7m处
1.23
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
架高35.7m处
1.79
脚手架风荷载体型系数μs
1.3
《建筑施工手册》(第四版)表5-6
辽宁地区基本风压wo(kN/㎡)
0.55
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
扣件式钢管脚手架立杆计算长度系数μ
1.51
《建筑施工手册》(第四版)表5-16
材料强度附加分项系数(接受弯构件考虑)rm
1.1705
《建筑施工手册》(第四版)表5-5
轴心受压构件稳定系数
0.24
《建筑施工手册》(第四版)表5-18
注:
计算长度l0=μ×h=1.51×1.8=2781mm;长细比λ=l0/I=2718/15.8=172
附表:
《施工手册》(第四版)表5-7、表5-10、表5-11、表5-12、表5-6、表5-16、表5-5、表5-18:
扣件式钢管手架degk1值表5-7
步距h(m)
立杆横距Lb(m)
立杆
类别
gkl(kN/m),当La(m)为
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
0.9
0.6
中
0.1227
0.1365
0.1503
0.1640
0.1778
0.1916
边
0.1227
0.1365
0.1502
0.1640
0.1778
0.1915
角
0.1203
0.1265
0.1328
0.1391
0.1453
0.1516
0.9
中
0.1353
0.1491
0.1628
0.1766
0.1904
0.2041
边
0.1290
0.1427
0.1565
0.1703
0.1840
0.1978
角
0.1265
0.1328
0.1391
0.1453
0.1516
0.1579
1.2
中
0.1479
0.1616
0.1754
0.1892
0.2029
0.2167
边
0.1352
0.1490
0.1628
0.1765
0.1903
0.2041
角
0.1328
0.1391
0.1453
0.1516
0.1579
0.1641
1.2
0.9
中
0.1118
0.1221
0.1325
0.1428
0.1531
0.1634
边
0.1071
0.1174
0.1277
0.1380
0.1484
0.1587
角
0.1052
0.1099
0.1146
0.1193
0.1240
0.1287
1.2
中
0.1212
0.1316
0.1419
0.1552
0.1625
0.1729
边
0.1118
0.1221
0.1324
0.1427
0.1531
0.1634
角
0.1099
0.1146
0.1193
0.1240
0.1287
0.1334
1.5
中
0.1307
0.1410
0.1513
0.1616
0.1720
0.1823
边
0.1165
0.1268
0.1371
0.1474
0.1578
0.1681
角
0.1146
0.1193
0.1240
0.1287
0.1334
0.1381
1.5
0.9
中
0.0977
0.1060
0.1142
0.1225
0.1307
0.1390
边
0.0939
0.1022
0.1104
0.1187
0.1270
0.1353
角
0.0924
0.962
0.1000
0.1037
0.1075
0.1113
1.2
中
0.1052
0.1135
0.1218
0.1300
0.1383
0.1465
边
0.0977
0.1059
0.1142
0.1225
0.1307
0.1390
角
0.962
0.1000
0.1037
0.1075
0.1113
0.1150
1.5
中
0.1128
0.1210
0.1293
0.1376
0.1458
0.1541
边
0.1014
0.1097
0.1180
0.1262
0.1345
0.1427
角
0.1000
0.1037
0.1075
0.1113
0.1150
0.1188
1.8
中
0.1203
0.1286
0.1368
0.1451
0.1534
0.1616
边
0.1052
0.1135
0.1217
0.1300
0.1382
0.1465
角
0.1037
0.1075
0.1113
0.1150
0.1188
0.1225
1.8
0.9
中
0.0883
0.0952
0.1021
0.1090
0.1158
0.1227
边
0.0851
0.0920
0.0989
0.1058
0.1127
0.1196
角
0.0839
0.0870
0.0902
0.0933
0.0964
0.0996
1.2
中
0.0946
0.1015
0.1084
0.1152
0.1221
0.1290
边
0.0083
0.0951
0.0102
0.1089
0.1158
0.1227
角
0.0870
0.0902
0.0933
0.0964
0.0996
0.1027
1.5
中
0.1009
0.1078
0.1146
0.1215
0.1284
0.1353
边
0.0914
0.0983
0.1052
0.1121
0.1189
0.1258
角
0.0902
0.0933
0.0964
0.0996
0.1027
0.1058
1.8
中
0.1072
0.1140
0.1209
0.1278
0.1346
0.1415
边
0.0945
0.1014
0.1083
0.1152
0.1221
0.1290
角
0.0933
0.0964
0.0996
0.1027
0.1058
0.1090
2.1
0.9
中
0.0816
0.0875
0.0934
0.0993
0.1052
0.1111
边
0.0789
0.0848
0.0907
0.0966
0.1025
0.1084
角
0.0778
0.0805
0.0832
0.0859
0.0886
0.0913
1.2
中
0.0870
0.0929
0.0988
0.1047
0.1106
0.1165
边
0.0816
0.0874
0.0933
0.0992
0.1051
0.1110
角
0.0805
0.0832
0.0859
0.0886
0.0913
0.0939
1.5
中
0.0924
0.0983
0.1042
0.1101
0.1160
0.1219
边
0.0842
0.0901
0.0960
0.1019
0.1078
0.1137
角
0.0832
0.0859
0.0886
0.0913
0.0939
0.0966
1.8
中
0.0977
0.1036
0.1095
0.1154
0.1213
0.1272
边
0.0869
0.0928
0.0987
0.1046
0.1105
0.1164
角
0.0859
0.0886
0.0913
0.0939
0.0966
0.0933
作业层面材料自重计算基数gk2值表5-10
序次
脚手架
类别
脚手板种类
板底支承间距(m)
拦护设置
gk2(kN/m),当立杆横距Lb(m)为
0.9
1.2
1.5
1.8
1
扣件式钢管脚手架
竹串片
0.75
有
无
0.3587
0.2087
0.4112
0.2612
0.4637
0.3137
0.1562
0.3662
2
3
木、
其他
1.0
有
无
0.3459
0.1959
0.3484
0.2984
0.4509
0.3009
0.5034
0.3534
4
冲压钢
1.5
有
无
0.3331
0.1831
0.3856
0.2356
0.4381
0.2881
0.4906
0.3406
5
碗扣式钢管脚手架
无间横杆
挂扣式
La
有
无
0.2625
0.1125
0.3000
0.1500
0.3375
0.1875
0.3750
0.2250
6
其他
有
无
0.3075
0.1575
0.3600
0.2100
0.4125
0.2625
0.4650
0.3150
7
设间横杆
竹串片
0.75
有
无
0.3608
0.2108
0.4133
0.2633
0.4658
0.3158
0.4183
0.3683
8
9
木、其他
1.0
有
无
0.3475
0.1975
0.4000
0.2500
0.4525
0.3025
0.5050
0.3550
10
冲压钢
1.5
有
无
0.3117
0.1617
0.3567
0.2067
0.4017
0.2517
0.4467
0.2967
11
门式钢管脚手架
挂扣式
1.8
木挡板钢网无
0.2025
0.1325
0.1125
0.2700
0.1767
0.1500
整体拉结和防护材料自重计算基数gk3值表5-11
序次
脚手架类别
整体拉结杆件设置情况
围护
材料
封闭
类型
gk3(KPa/㎡),当La(m)为
1.2
1.5
1.8
2.1
1
扣件式钢管脚手架
剪刀撑,增加一道横杆固定封闭材料
安全网,塑料纺织布
半
全
0.0602
0.0614
0.0753
0.0768
0.0904
0.0922
0.1054
0.1075
2
席子
半
全
0.0638
0.0686
0.0798
0.0858
0.0958
0.1030
0.1117
0.1201
3
竹笆
半
全
0.0890
0.1190
0.1113
0.1988
0.1336
0.1786
0.1558
0.2083
4
碗扣式钢管脚手架
不设斜杆,增加一道横杆固定封闭材料
安全网,塑料纺织布
半
全
0.0281
0.0293
0.0351
0.0366
0.0421
0.0439
0.0491
0.512
5
席子
半
全
0.0137
0.0365
0.0396
0.0456
0.0475
0.0547
0.0554
0.0638
6
竹笆
半
全
0.0569
0.0869
0.0711
0.1086
0.0853
0.1303
0.0995
0.1520
7
1/3框格设斜杆,增加一道模杆固定封闭横杆固定封闭材料
安全网,塑料纺织布
半
全
0.0423
0.0437
0.0531
0.0546
0.0637
0.0655
0.0743
0.0764
8
席子
半
全
0.0461
0.0509
0.0576
0.0636
0.0691
0.0763
0.0806
0.0890
9
竹笆
半
全
0.0713
0.1013
0.0891
0.1266
0.1096
0.1519
0.1247
0.1772
10
门式钢管脚手架
交叉支撑,6步一道水平加强杆
安全网,塑料纺织布
半
全
0.0342
0.0360
11
席子
半
全
0.0396
0.0468
12
保护网板
半
全
0.1224
0.2124
13
竹笆
半
全
0.0774
0.1224
作业层施工荷载计算基数qk值表5-12
序次
实用施工荷载标准值
(kN/㎡)
qk(kN/m),当立杆横距Lb(m)为
0.9
1.2
1.5
1.8
1
3
1.35
1.8
2.25
2.7
2
2
0.9
1.2
1.5
1.8
3
1
0.45
0.6
0.75
0.9
4
q0
0.45q0
0.6q0
0.75q0
0.9q0
脚手架风荷载体型系数μs表5-6
背靠建筑物de状况
全封闭
敞开、开洞
脚手架状况
各种封闭情况
1.0
1.3
敞开
μstw
扣件式钢管脚手架立杆de计算长度系数μ表5-16
立杆横距Lb(m)
连墙件布置
2步3跨
3步3跨
双排架
1.05
1.50
1.70
1.30
1.55
1.75
1.55
1.60
1.80
单排架
≤1.5
1.80
2.00
Q235钢轴中心受压构件de稳定系数表5-18
λ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1.000
0.997
0.995
0.992
0.989
0.987
0.984
0.981
0.979
0.976
10
0.974
0.971
0.968
0.966
0.963
0.960
0.958
0.955
0.952
0.949
20
0.947
0.947
0.944
0.941
0.938
0.936
0.930
0.927
0.924
0.921
30
0.918
0.915
0.912
0.909
0.906
0.903
0.899
0.896
0.893
0.889
40
0.886
0.882
0.879
0.875
0.872
0.868
0.864
0.861
0.858
0.855
50
0.852
0.849
0.846
0.843
0.839
0.836
0.832
0.829
0.825
0.822
60
0.818
0.814
0.810
0.806
0.802
0.797
0.793
0.789
0.784
0.779
70
0.775
0.770
0.765
0.760
0.755
0.750
0.744
0.739
0.733
0.782
80
0.722
0.716
0.710
0.704
0.798
0.692
0.686
0.680
0.673
0.557
90
0.661
0.654
0.648
0.641
0.634
0.626
0.618
0.611
0.603
0.595
100
0.588
0.580
0.573
0.566
0.558
0.551
0.544
0.537
0.530
0.523
110
0.516
0.509
0.502
0.496
0.489
0.483
0.476
0.470
0.464
0.458
120
0.452
0.446
0.440
0.434
0.428
0.423
0.417
0.412
0.406
0.401
130
0.396
0.391
0.386
0.381
0.376
0.371
0.367
0.362
0.357
0.353
140
0.394
0.344
0.340
0.336
0.332
0.328
0.324
0.320
0.316
0.312
150
0.308
0.305
0.301
0.298
0.294
0.291
0.287
0.284
0.281
0.277
160
0.274
0.271
0.268
0.265
0.262
0.259
0.256
0.253
0.251
0.248
170
0.245
0.243
0.240
0.237
0.235
0.232
0.230
0.227
0.225
0.223
180
0.220
0.218
0.216
0.214
0.211
0.209
0.207
0.205
0.203
0.201
190
0.199
0.197
0.195
0.193
0.191
0.189
0.188
0.186
0.184
0.182
200
0.180
0.179
0.177
0.175
0.174
0.172
0.177
0.169
0.167
0.166
210
0.164
0.163
0.161
0.160
0.159
0.157
0.156
0.154
0.153
0.152
220
0.150
0.149
0.148
0.146
0.145
0.144
0.143
0.141
0.140
0.139
230
0.138
0.137
0.136
0.135
0.133
0.132
0.131
0.130
0.219
0.218
240
0.129
0.126
0.125
0.125
0.123
0.122
0.121
0.120
0.119
0.118
250
0.117
5.1.1验算项目和步骤:
本脚手架属施工荷载由纵向水平杆传给立杆情况,传递线路如下:
脚手板→小横杆→大横杆→立杆→地基。
因此应对基础、连墙件、立杆、纵横向水平杆等进行验算。
(1)纵、横向水平杆承载验算:
表7-15
横向水平杆(以长杆为对象)
纵向水平杆(以三跨为对象)
计算简图
荷载
q=0.775×(1.2×0.25+1.4×3)=3.49kN/m
P=3.49×0.5×1.7=2.97kN
抗弯强度
Mmax=3.49×0.62/2=0.63kN·m
Mmax=0.213×2.97×1.55=0.98kN·m
ó=0.63×106/5080=124N/mm2≤f=205N/mm2
ó=0.98×106/5080=193N/mm2≤f=205N/mm2
挠度
W=(4×1.1×0.62-1.13+3×0.63)×109×3.49
×0.6×103/(24×2.06×105×12.19×104)
=3.13mm≤L/400=1700/400=4.25mm
W=1.615×2.97×103×1.553×109/(100×
2.06×105×12.19×104)=7.11mm≤L/150=1550/150=10mm
(2)立杆、连墙件和扣件、顶板和基础验算
表7-16
立杆稳定验算
主楼单立杆部分
(架高17.7~35.7m)
立杆计算截面以上架高
H0=18.0m
恒载标准值NGK=H0×(gk1+gk3)+n1Lagk2
NGK=18.0×(0.1081+0.0768)+2×
1.55×0.3891=4.53kN
活载标准值NQK=n1×La×qk=2×1.55×1.65=5.12kN
轴向力设计值N=1.2NGK+0.85×1.4NQK=1.2(NGK+NQK)
N=1.2×(4.53+5.12)=11.58kN
风荷载标准值Wk=0.7×μz×μs×wo
Wk=0.7×1.79×1.3×0.55=0.89kN/㎡
风载产生弯矩设计值Mw=0.12×Wk×La×h2
Mw=0.12×0.89×1.55×1.82=0.53kN·m
稳定验算0.9×(N/A+Mw/W)f/rm
0.9×【11.58×103/(0.24×489)+0.53×106/5080】=182.53N/mm2≤205/(0.9×1.1705)=194.6N/mm2
2
连墙件稳定验算
风荷载产生轴向力设计值New=1.4×Wk×Aw
New=1.4×0.89×3.6×3.4=1525kN
脚手架平面外变形产生de轴向力N0=5kN
连墙件轴向力设计值N1=New+N0
N1=15.25+5=20.25kN
连墙杆de计算长度l0=1.1+0.75=1.85m=1850mm
长细比λ=l0/i=1850/15.8=117.09
轴心受压构件稳定系数=0.47[《建筑施工手册》(第四版)表5-18]
稳定验算N1/A≤f/rm
20.25×103/(0.47×2×489)
=44.05N/mm2≤205/1.5607=146N/mm2
扣件抗滑验算N1≤Rc[按直角扣件计:
Rc=8.0kN/个]
20.25kN≤4×8.0=32kN
柱距6.80m应设6个直角扣件
主楼单立杆部分
(架高0.00--17.70m)
地基承载力验算
立杆底座承载力验算N≤Rb[立杆底座承载力设计值Rb=4
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